نقشه برداری حرارتی با دِرون برای کشف خطرهای پنهان حریق

نقشه‌برداری حرارتی با پهپادها، تکنیکی قدرتمند برای شناسایی خطرات احتمالی آتش‌سوزی با تشخیص نشانه‌های حرارتی نامرئی با چشم غیرمسلح است. پهپادهای مجهز به دوربین‌های حرارتی می‌توانند مناطق وسیعی، از جمله مناطقی با دود یا پوشش گیاهی متراکم را اسکن کنند تا نقاط حساسی را که ممکن است نشان‌دهنده آتش‌سوزی‌های پنهان یا مناطق در معرض خطر احتراق باشند، مشخص کنند. نقشه برداری حرارتی با دِرون به ویژه در موقعیت‌هایی مانند آتش‌سوزی‌های محل دفن زباله، آتش‌سوزی‌های زیرزمینی و نظارت بر آتش‌سوزی‌های جنگلی که روش‌های سنتی برای ارائه دید کافی با مشکل مواجه هستند، مفید است.

نقشه برداری حرارتی چیست؟

نقشه حرارتی آتش، نمایش بصری از حوادث آتش‌سوزی یا خطر آتش‌سوزی است که از مناطق رنگی برای نشان دادن شدت یا فراوانی آتش‌سوزی‌ها استفاده می‌کند. در واقع نوعی تجسم داده‌ها است که به شناسایی مناطقی با فعالیت آتش‌سوزی بالا یا پتانسیل آتش‌سوزی‌های آینده کمک می‌کند.

نقشه حرارتی حریق موارد زیر را نشان می دهد:

•  حوادث آتش‌سوزی: نقشه‌های حرارتی می‌توانند مکان‌ آتش‌سوزی‌های گذشته را نمایش دهند، با رنگ‌های گرم‌تر (مانند قرمز یا نارنجی) که نشان‌دهنده غلظت بیشتر حوادث آتش‌سوزی در آن منطقه است.
• خطر آتش‌سوزی: آن ها همچنین می‌توانند مناطقی را با احتمال بیشتر شیوع آتش‌سوزی در آینده، بر اساس عواملی مانند سوخت (پوشش گیاهی)، زمین، الگوهای آب و هوایی و سابقه آتش‌سوزی، نشان دهند.
• شدت: نقشه‌های حرارتی می‌توانند شدت آتش‌سوزی را به صورت بصری نشان دهند، مناطقی که دمای بالاتری دارند یا آتش سریع‌تر گسترش می‌یابد را با رنگ‌های گرم‌تر نشان می دهد.

روش های انجام نقشه برداری حرارتی

• جمع‌آوری داده‌ها: نقشه‌های حرارتی با جمع‌آوری و پردازش داده‌های مربوط به فعالیت آتش‌سوزی، مانند تصاویر ماهواره‌ای، داده‌های آب و هوا و سوابق آتش‌سوزی‌های تاریخی ایجاد می‌شوند.
• کدگذاری رنگ: رنگ‌های مختلف به محدوده‌های مختلفی از مقادیر (مثلاً فراوانی آتش‌سوزی یا دما) اختصاص داده می‌شوند. رنگ‌های گرم‌تر معمولاً نشان‌دهنده مقادیر بالاتر و رنگ‌های سردتر نشان‌دهنده مقادیر پایین‌تر هستند.
• روی هم قرار دادن نقشه‌ها: نقشه‌های حرارتی اغلب روی نقشه جغرافیایی قرار می‌گیرند و به کاربران امکان مشاهده فعالیت یا خطر آتش‌سوزی را در مکان‌های خاص می دهند.

کاربردهای نقشه حرارتی

• پیشگیری و کاهش آتش‌سوزی: نقشه‌های حرارتی به شناسایی مناطقی که نیاز به توجه ویژه دارند، مانند مناطقی که خطر آتش‌سوزی بالایی دارند، کمک می‌کنند و امکان تلاش‌های هدفمند برای پیشگیری از آتش‌سوزی (مانند آتش‌سوزی‌های کنترل‌شده، مدیریت پوشش گیاهی) را فراهم می‌کنند.
• تخصیص منابع: آن ها می‌توانند در بهینه‌سازی مکان ایستگاه‌های آتش‌نشانی و سایر منابع بر اساس مناطقی که دارای حوادث یا خطر آتش‌سوزی بالایی هستند، کمک کنند.
• نظارت و واکنش به آتش‌سوزی‌های جنگلی: نقشه‌های حرارتی به ردیابی گسترش آتش‌سوزی‌های فعال کمک می‌کنند و می‌توانند برای اطلاع‌رسانی و واکنش‌های اضطراری مورد استفاده قرار گیرند.
•  آگاهی عمومی: آن ها می‌توانند به آموزش عموم در مورد خطرات آتش‌سوزی در منطقه خود و ارتقاء آگاهی از اقدامات ایمنی در برابر آتش‌سوزی‌های جنگلی کمک کنند.

پهپاد ایمنی 

پهپاد ایمنی که با نام پهپاد ایمنی عمومی نیز شناخته می‌شود، یک وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) است که توسط نیروهای انتظامی، آتش‌نشانی و سایر امدادگران برای افزایش ایمنی و بهبود زمان واکنش در موقعیت‌های مختلف استفاده می‌شود. این پهپادها به فناوری پیشرفته‌ای مانند دوربین‌های با کیفیت بالا، نقشه برداری حرارتی و گاهی اوقات حتی ارتباط دو طرفه مجهز هستند که آن ها را قادر می‌سازد وظایفی مانند نظارت، جستجو و نجات و واکنش به حوادث را انجام دهند.

در اینجا نگاهی دقیق‌تر به کاربرد و مزایای استفاده از پهپادهای حرارتی برای تشخیص خطر آتش‌سوزی می‌اندازیم:

کاربرد

پهپادهای ایمنی در آتش نشانی می‌توانند موقعیت‌های آتش‌سوزی را ارزیابی، نقاط حساس را شناسایی و به آتش‌نشانان در عملیاتشان کمک کنند. پهپادهای حرارتی در سناریوهای مختلفی مؤثر هستند که به چند مورد از آن ها اشاره شده است:

• نظارت بر آتش‌سوزی‌های جنگلی: پهپادهای حرارتی می‌توانند به ردیابی گسترش آتش‌سوزی‌های جنگلی و شناسایی نقاط حساس کمک و امکان واکنش سریع و مهار آتش را فراهم کنند.
• آتش‌سوزی محل‌های دفن زباله: نقاط حساس در محل‌های دفن زباله را که می‌توانند منبع قابل توجهی از آلودگی باشند، شناسایی می کنند.
• آتش‌سوزی‌های زیرزمینی: آتش‌سوزی‌های زیرزمینی، مانند آتش‌سوزی‌های زغال‌سنگ را که تشخیص آن ها با روش‌های سنتی دشوار است، شناسایی می کنند.
• بازرسی از تأسیسات صنعتی: پهپادها می‌توانند برای بازرسی پنل‌های الکتریکی، ماشین‌آلات و سایر تجهیزات از نظر گرمای بیش از حد و جلوگیری از آتش‌سوزی‌های احتمالی استفاده شوند.
• جستجو و نجات: پهپادهای حرارتی می‌توانند با تشخیص گرمای بدن افراد گرفتار در آتش‌سوزی یا سایر موارد اضطراری، آن ها را پیدا کنند.

مزایای نقشه برداری حرارتی:

• تشخیص زودهنگام: پهپادها می‌توانند خطرات بالقوه آتش‌سوزی را قبل از تبدیل شدن به آتش‌سوزی‌های بزرگ و کنترل ‌نشده شناسایی کنند و امکان مداخله به موقع را فراهم کنند.
• دوربین‌های با وضوح بالا: تصویربرداری حرارتی، حتی در شرایط چالش‌برانگیز، تصویر واضحی از وضعیت آتش‌سوزی ارائه می‌دهد و تصمیم‌گیری آگاهانه را ممکن می‌سازد.
• ایمنی پیشرفته: پهپادها می‌توانند برای نظارت از راه دور بر مناطق خطرناک استفاده شوند و خطر آسیب به آتش‌نشانان و سایر پرسنل را کاهش دهند.
• بهینه‌سازی منابع: داده‌های حرارتی به اولویت‌بندی تلاش‌های آتش‌نشانی و بهینه‌سازی استفاده از منابعی مانند آب و مواد ضد حریق کمک می‌کنند.

بنابراین، پهپادهای ایمنی ابزارهای ارزشمندی هستند که با ارائه دید از بالا، اطلاعات بلادرنگ و امکان فعالیت در محیط‌های خطرناک، قابلیت‌های امدادگران را افزایش می‌دهند که در نهایت به عملیات‌های ایمنی عمومی ایمن‌تر و مؤثرتر منجر می شود.

ترموویژن

ترموویژن فرآیند استفاده از تصویربرداری حرارتی برای تشخیص و تحلیل تغییرات دما است. به معنای وسیع‌تر، به فرآیند استفاده از دوربین‌های مادون قرمز برای تشخیص و اندازه‌گیری تابش مادون قرمز ساطع شده از اشیاء اشاره دارد. دوربین، تابش مادون قرمز را به یک تصویر بصری تبدیل می‌کند و تغییرات دما را به صورت رنگ‌ها یا سایه‌های مختلف نمایش می‌دهد. ترمویژن یک روش آزمایش غیر مخرب است، به این معنی که می‌توان از آن برای تجزیه و تحلیل اشیاء بدون ایجاد آسیب استفاده کرد.

ترموویژن در زمینه های مختلفی از جمله آتش نشانی کاربرد دارد. دوربین‌های تصویربرداری حرارتی ابزارهای حیاتی در آتش‌نشانی هستند و آتش‌نشانان را قادر می‌سازند تا از میان دود و تاریکی، قربانیان را پیدا کنند، شرایط آتش‌سوزی را ارزیابی و خطرات را شناسایی کنند. آن ها با تبدیل اشعه مادون قرمز به نور مرئی، به آتش‌نشانان اجازه می‌دهند تا مناطق گرم را ببینند و این امر آن ها را برای جستجو و نجات، حمله آتش‌سوزی و ارزیابی پس از آتش‌سوزی بسیار ارزشمند می‌کند.

کاربردهای کلیدی

1. پیمایش در محیط‌های خطرناک: آن ها در ساختمان‌های پر از دود، با آشکار کردن خطرات احتمالی مانند گسترش آتش، موانع و مسیرهای فرار، به آتش‌نشانان کمک می‌کنند تا با خیال راحت حرکت کنند.
2. ارزیابی شرایط آتش‌سوزی: این دوربین ها به آتش‌نشانان کمک می‌کنند تا محل آتش‌سوزی را شناسایی و گسترش آن را رصد کنند، همچنین مناطقی با گرمای شدید را شناسایی کنند که برای توسعه استراتژی‌های سرکوب موثر بسیار مهم است.
3. شناسایی خطرات: آن ها می‌توانند خطرات احتمالی مانند نشت گاز، تجهیزات الکتریکی بیش از حد گرم شده و مایعات قابل اشتعال را مشخص کنند و به آتش‌نشانان اجازه می‌دهند خطرات را کاهش دهند.
4.  ارزیابی پس از آتش‌سوزی: ترموویژن برای یافتن نقاط داغ پنهان و خاکسترهایی که می‌توانند آتش را دوباره شعله‌ور کنند، استفاده می‌شود و خاموش کردن کامل آتش را تضمین می‌کند.
5. جستجو و نجات: آن ها با تشخیص علائم حرارتی افراد گمشده، به عملیات جستجو و نجات در فضای باز، به ویژه در شرایط دید کم، کمک می‌کنند.
6. پاسخگویی: آن ها می‌توانند برای شناسایی سریع همه آتش‌نشانان حاضر در صحنه، به ویژه در شرایط دید کم، استفاده شوند.

مزایای استفاده از تصویربرداری حرارتی

• افزایش ایمنی: با ارائه تصویری واضح‌تر از محیط و خطرات احتمالی، ایمنی آتش‌نشانان را بهبود می‌بخشند.
•  بهبود کارایی: با فراهم کردن امکان مکان‌یابی سریع قربانیان، ارزیابی شرایط آتش‌سوزی و شناسایی خطرات، عملیات را ساده می‌کنند.
• آگاهی موقعیتی پیشرفته: اطلاعات حیاتی را در اختیار فرماندهان حادثه قرار می‌دهند و آن ها را قادر می‌سازند تا تصمیمات آگاهانه بگیرند و منابع را به طور مؤثر به کار گیرند.
• کاهش خطر: با شناسایی زودهنگام خطرات احتمالی، به آتش‌نشانان کمک می‌کنند تا خطرات را به حداقل رسانده و از حوادث جلوگیری کنند.
• زمان واکنش سریع‌تر: می‌توانند زمان واکنش در عملیات جستجو و نجات را به طور قابل توجهی کاهش دهند و به طور بالقوه جان انسان‌ها را نجات دهند.

تحلیل گرمایی

تحلیل حرارتی نقش مهمی در درک رفتار آتش و تأثیر آن بر مواد و سازه‌ها ایفا می‌کند. این تحلیل شامل مطالعه انتقال حرارت در طول آتش‌سوزی و چگونگی تأثیر آن بر خواص و عملکرد عناصر مختلف است. تحلیل گرمایی برای مهندسی ایمنی در برابر آتش‌سوزی ضروری است و امکان توسعه استراتژی‌های مؤثر پیشگیری و کاهش اثرات را فراهم می‌کند.

در ادامه به جنبه‌های کلیدی تحلیل حرارتی در ارتباط با سناریو آتش‌سوزی اشاره شده است:

1.  مکانیسم‌های انتقال حرارت: آتش‌سوزی‌ها چندین حالت انتقال حرارت دارند که شامل هدایت، همرفت و تابش است.  
2. خواص مواد: تحلیل حرارتی نحوه واکنش مواد به گرما را بررسی می‌کند.
3. دینامیک آتش: تحلیل حرارتی به پیش‌بینی نحوه گسترش و رفتار آتش در یک محفظه کمک می‌کند.
4. پاسخ سازه‌ای: تحلیل نحوه واکنش مواد و سازه‌ها به آتش برای اطمینان از ایمنی آن ها بسیار مهم است.
5. روش‌های محاسباتی: مدل‌های کامپیوتری پیشرفته، مانند تحلیل المان محدود برای شبیه‌سازی آتش‌سوزی و پیش‌بینی رفتار حرارتی استفاده می‌شوند. این مدل‌ها می‌توانند هندسه‌ و مواد پیچیده را تجزیه و تحلیل کنند و به طراحی سازه‌ها و سیستم‌های مقاوم در برابر آتش کمک کنند.
6. طراحی ساختمان: تحلیل حرارتی به مهندسان کمک می‌کند تا ساختمان‌هایی را طراحی کنند که می‌توانند در برابر آتش مقاومت کنند، از جمله درب ها، دیوارها و عناصر سازه‌ای مقاوم در برابر آتش.
7.  سیستم‌های ایمنی در برابر آتش: با تحلیل رفتار آتش، به طراحی و نحوه قرارگیری سیستم‌های تشخیص و اطفاء حریق کمک می‌کند.
8. انتخاب مواد: درک چگونگی رفتار مواد مختلف در برابر گرما، امکان انتخاب مواد مناسب برای کاربردهای خاص را فراهم می‌کند.
9. ارزیابی ریسک: تحلیل حرارتی به ارزیابی خطرات احتمالی آتش‌سوزی مرتبط با مواد و فرآیندهای مختلف کمک می‌کند.

با درک جنبه‌های حرارتی آتش، مهندسان می‌توانند محیط‌های امن‌تری ایجاد کنند و عواقب ویرانگر حوادث آتش‌سوزی را کاهش دهند.

جمع بندی نقشه برداری حرارتی

مدیریت آتش نشانی و ایمنی حریق، بخش کلیدی حفظ امنیت در هر مکانی است که برای تحقق این مقوله یکی از راهکارها می تواند نظارت تصویری باشد. یکی از مهمترین مزایای نظارت تصویری در ایمنی آتش سوزی، تشخیص زودهنگام است که با شناسایی خطرات آتش سوزی قبل از بزرگ شدن، یک لایه امنیتی اضافی ایجاد می‌کند. همچنین به پرسنل امنیتی و تیم‌های ایمنی آتش‌نشانی اجازه می‌دهد تا از راه دور محل را رصد کنند. بنابراین ابزارهای جدید نظارت تصویری نقش مهمی در پیشگیری از آتش سوزی و واکنش به بلایای طبیعی ایفا می کنند.